高中地理人教版必修一教案：第2章地球上的大气

第二章地球上的大气

第一节大气的组成和垂直分层

一、教学目标

1,识记大气的主要组成成分和大气垂直分层的各层名称；

2,了解干洁空气、水汽和尘埃在大气中的作用；

3,理解各层的气温变化、气流运动、天气状况等主要特征以及对人类活动

的影响。

二、教学重难点

1.重点：大气各垂直分层的名称；对流层、平流层温度变化特征及应用。

2.难点：对流层、平流层的温度变化特征及成因

三、教学方法

谈论法、讨论法

四、教学过程

［新课导入］:

在第一章我们认识了行星地球，也知道了地球是

一个普通又是一个特殊的行星，因为它有生命。那么

地球有别于其他行星没有的条件是什么呢?之前我们也讲到过，分别是（1）日地

距离适中使地表平均气温为15度，有利于生命过程的发生和发展（2）地球的体

积、质量适中，吸引大量气体聚集在地球周围（3）、液态水的存在。今天我们就

来讲讲条件二中的大量气体是什么。

［新课教学］:

板书：一、大气的组成

师：大家阅读书第28页的四段话，阅读时要带着“大气究竟由什么组成”

这个问题去阅读。

师：大家阅读完了吗？接下来哪位同学来回答一下大气是由什么组成的呢？

生：.....

师：回答正确。大气是由干洁空气、水汽和固体杂质组成的，其中水汽和杂

质含量很少。

如今的大气成分是地球长期演化的结果，在短时期内不会有明显的变化。低层

大气中除去水汽和杂质以外的混合气体，称为干洁空气。

师：大家一起来看一下书上图2.2,一起看看干洁空气的体积分数。

■10.93%

X*(U»2%

一«UI%

MH?1%

阳2.2T桶空气成分的体根分数（25『米以下）

25千米以下的干洁空气中，氮气和氧气合占总体积的99%,氧是人类和其

他生物维持生命活动所必需的物质；氮是地球上生物体的基本元素。

大气中二氧化碳和臭氧含量虽少，但对地球上的生命活动和自然环境有着

重要作用。二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料，另外，它吸收地面

辐射的能力强，使气温升高。臭氧能吸收太阳光中的紫外线，使大气增温；减

少到达地面的紫外线，对生物具有保护作用。

大气中的水汽和杂质含量很少，却在天气变化中扮演重要角色。水的相变

,产生云、雨、雾、雪等一系列天气现象，同时伴随着热量的吸收和释放，直

接影响地面和大气的温度。大气中的杂质作为凝结核，是成云致雨的必要条件

o大气中的水汽和杂质含量，因时因地而异。

人类活动排放的污染物进入大气，会影响大气的成分和含量，产生大气污

染，对生态系统和人类生存造成不利影响。

二、大气的垂直分层

师

地球大气从地面向上，可延伸到数千千米高空。根据温度、运动状况和密度,

大气自下而上可以划分为对流层、平流层和高层大气。

师：大家阅读书上第32、33页的三段话，阅读时要带着

“1，为什么平流层适合飞机飞行？2,无线电通信利用了哪层大气的特性？”这

两个问题去阅读。

师：大家看完了吗？我们来找两位同学回答这两个问题。

生：……

师：回答正确。接下来我们一起来认识一下大气分层。

1、对流层

对流层是大气圈的最底层，集中了大气圈质量的3/4和几乎全部的水汽、杂

质，大气中的污染物也多集中在这一层。对流层的高度因纬度而异，在低纬度

地区为17-18千米，在高纬度地区仅为8-9千米。对流层气温随高度的升高而递

减，在对流层的顶部气温降至-60C.

对流层的大气上部冷、下部热，有利于大气的对流运动。低纬度地区受热

多，对流旺盛，对流层所达高度就高。近地面的水汽和杂质通过对流运动向上

输送，在上升过程中随着气温降低，容易成云致雨（图2.6）。云、雨、雾、雪

等天气现象都发生在这一层。人类生活在对流层的底部。

2、平流层

平流层范围自对流层顶部至50-55千米高空。平流层气温随高度升高而升高

=该层大气的下层气温随高度变化很小，但是在30千米以上，气温随高度增加

而迅速上升。这是因为平流层中的臭氧吸收大量太阳紫外线，使大气增温。在2

2-27千米范围内，臭氧含量达到最大值，形成臭氧层。臭氧层使地球上的生命

免受过多紫外线的伤害，被称为“地球生命的保护伞

平流层的大气上部热、下部冷，不易形成对流，主要以平流运动为主。该

层大气中水汽和杂质含量很少，无云雨现象，能见度好，适合航空飞行。鲍姆

加特纳从空中跳下的高度就在平流层范围内。那里氧气稀薄、气温低，必须配

备特制的字航服。

3、高层大气

平流层以上的大气统称高层大气。自平流层顶部开始，由于没有吸收紫外

线的臭氧，气温会下降；随后，由于大气吸收了更短波长的太阳紫外线，温度

又持续上升，在300千米的高空，温度可达1000C以上。

在80-120千米的高空，多数来自太空的流星体会燃烧，成为我们夜晚看到

的流星。

在80-500千米的高空，有若干电离层。电离层大气在太阳紫外线和宇宙射

线的作用下，处于高度电离状态，能反射无线电波，对无线电通信有重要作用

O

高层大气的空气密度很小。在2000-3

000米的高空，大气的密度已经与星际空间的密度非常接近。这里的一些高速运

动的空气质点经常散逸到宇宙空间，这个高度可以看作是地球大气的上界。

课堂小结：

本课抽象内容较多，但一方面对于重点中学生对本章有一点知识基础，另

一方面经过本章节学习希望能提高学生的分析能力和推理能力，同时设置一些

富有启发性的问题，启发学生思考分析，培养学生自我获取知识的能力：培养

学生参与意识，主体意识、创新意识和能力；发挥教师主导作用，体现学生主

体地位。

板书:

第二章地球上的大气

第一节大气的组成和垂直分层

一、大气的组成

二、大气的垂直分层

1、对流层

2、平流层

3、高层大气

第二章地球上的大气

第二节大气受热过程和大气运动

一、教学目标

1、了解大气的受热过程，大气对太阳辐射的削弱作用和对地面的

保用；

2、理解太阳辐射和地面辐射与大气受热过程的关系；

3、了解水平气压梯度力、地转偏向力、近地面摩擦力对大气水平

运动的影响；

4、运用等压线分布图，分析高低气压的分布，判断某地风向；

5、培养学生读图、析图、绘图能力，提高综合分析问题以及运用

地理知识解决实际问题的能力。

二、教学重难点

1.重点：①大气运动的基本形式及水平运动的几种作用力；

②大气的直接热源和大气的热过程。

五、难点：①大气受热过程和大气保温作用;

②风向的判断和运用。

2、教学方法

问题探究法、读图分析法、讨论分析法

四、教学过程

［新课导入］:

清代黄叔瓒［jing］在《台海使槎［chd］录》中，记述了台湾

海缺两岸的风向差异：”内地之风，早西晚东，惟台地早东风，午西

风四时皆然。〃这里的“内地”指福建，“台地”指台湾。为什

么台湾海峡两岸风向的日变化相反呢？这里的风是怎样形成的？

［新课教学］:

［板书］一、大气的受热过程

【过渡】大气中的一切物理过程都伴随着能量的转换。太阳辐射是地

球大气最重要的能量来源。那么太阳炙烤着大地，是不是一定也把大

气给我们烤热了呢？其实则不然。请同学们阅读课本34页的内容，

说说大气的受热过程有哪几个环节？

【学生回答】1、太阳辐射过大气层。

2、太阳辐射到达地表。

3、地面吸收太阳辐射增温的同时一，再把热量传给大气。

【分析】“万物生长靠太阳”，太阳是地球的能量源泉，然而从前面的

内容来看，似乎并不是太阳辐射直接让大气受热的，这到底是怎么一

回事呢？那么我们首先来研究一下，太阳辐射在穿过大气层时，大气

对太阳辐射做了什么手脚呢？

大家一起看课件播放的图片。

fmw

<***>*,4191*

人川短傅做射.麻K版.射

演IE确云

投射到地球上的太阳辐射，要穿过厚厚的大气才能到达地球表面。太

阳辐射在传播过程中，小部分被大气吸收或反射，大部分到达地球表

面。

到达地球表面的太阳辐射，被地面吸收和反射。地面因吸收太阳辐射

而增温，同时又以长波辐射〃的形式把热量传递给近地面大气。近地

面大气吸收地面长波辐射以后，又以对流、传导等方式层层向上传递

能量。

【过渡】太阳辐射在穿过厚厚的大气层时.，要经过大气的反射、散射

和吸收三种削弱作用之后，才能到达地表。那么每一种削弱作用又有

什么特点呢？让我们结合生活中的实例，来逐一的研究它们。

从大气的受热过程看，大气对太阳短波辐射吸收较少，太阳短波辐射

能够透过大气到达地面；大气对地面长波辐射吸收较多，绝大部分地

面长波辐射被大气截留。所以，地面长波辐射是近地面大气主要的、

直接的热源，对流层大气的热量主要也是来源于此。

［板书］二、大气对地面的保温作用

物体温度越高，辐射中最强部分的波长越短；反之越长。地面吸收太

阳辐射，温度增高，同时又把热量向外辐射，但它比太阳温度低得多，

所以地面辐射的波长比太阳辐射要长得多，能量主要集中在红外线部

分。因此，相对于太阳短波辐射来说，地面辐射为长波辐射。

地面福射的长波辐射经过大气时，几乎全部被大气中的水汽和二氧化

碳（主要在对流层中）吸收，从而使大气温度升高。所以，地面是大

气的主要的直接热源。

【过渡】那么大气是如何对地面起到保温作用呢？看下图回答这个问

题。

I大地暖大气！

兀后以氐逐方盛工法正耳:吴三次氯装展应而篇就

1

太阳暖大地;「无M■运天山；

太阳辐射在穿过大气

大气逆辐射将大部

层时，被大气削弱

分热量还给地面，

（吸收、反射、散射）

技称之为大气的保

后到达地面，被地面

温作用

强烈吸收

学生回答：......

【分析】对流层中的水汽、二氧化碳等，吸收长波辐射的能力很强。

因此，地面辐射的长波辐射除极少部分穿过大气，到达宇宙空间外，

绝大部分（75%-95%）被对流层中的水汽、二氧化碳等吸收。大气在

吸收地面长波辐射后会增温。

大气在增温的同时，也向外辐射长波辐射。大气辐射除一小部分向上

射向宇宙空间外，大部分向下射向地面，其方向与地面辐射方向相反,

故称大气逆辐射。大气逆辐射把热量传给地面，这就在一定程度上补

偿了地面辐射损失的热量，对地面起到了保温作用。天空有云，特别

是浓密的低云时，大气逆辐射更强。

［板书］三、大气热力环流

读下图思考气温、气压、气流三者间有什么关系。

等压面

勿切勿勿勿；A7勿勿彭

【分析】大气中热量和水汽的输送，以及各种天气变化，都是通过大

气运动实现的。大气运动有垂直运动和水平运动之分。大气的垂直运

动表现为气流上升或气流下沉，大气的水平运动即是风。

由于地面冷热不均而形成的空气环流，称为大气热力环流。它是大气

运动的一种最简单的形式，形成过程如图2.11所示。

当地面受热均匀时，空气没有相对上升和相对下沉运动。

当A地接受热量多，B.C两地接受热量少时，A地近地面空气膨胀上

升，到上空聚积，使上空空气密度增大，形成高气压；B.C两地空气

收缩下沉，上空空气密度减小，形成低气压，于是空气从气压高的A

地上空向气压低的B,C两地上空扩散。

在近地面，A地空气上升向外流出后，空气密度减小，形成低气压；

B.c两地因有下沉气流，空气密度增大，形成高气压。这样近地面的

空气从B.c两地流回A地，以补充A地上升的空气，从而形成了热力

环流。

大气热力环流是一种常见的自然现象。在一定条件下，地表的冷、热

差异会产生大气热力环流。台湾海峡两岸风向的日变化，反映了海陆

间大气热力环流的日变化。

如城市热岛环流、海陆间大气热力环流原理都是这个原理。

［板书］四、大气的水平运动一一风

地面受热不均，导致空气上升和下沉，进而使同一水平面上的气压产

生了差异。我们把单位距离间的气压差叫作气压梯度。只要水平面上

存在气压梯度，就产生了促使大气由高压区流向低压区的力，这个力

叫作水平气压梯度力。在水平气压梯度力的作用下，大气从高压区向

低压区作水平运动，这就形成了风。可见，水平气压梯度力是形成风

的直接原因。

水平气压梯度力的方向垂直于等压线，由高压指向低压。等压线是同

一高度上气压相等的点的连线。如果没有其他外力的作用，风向应该

与水平气压梯度